巧设“情境问题串”提升学生思维品质

张颖

摘 要：问题是思维活动进行的原动力和牵引力，学习是学生自己构建知识的过程，同化和顺应是学习者认知结构发生变化的两种途径。在日常教学过程中若能基于学生原有的经验背景设计符合学生认知发展规律的情境问题串，让学生在情境中发展思维培养能力，递推学习走向深入，不仅能使学生较好地完成知识建构，并能促进学生思维品质的提升。

关键词：情境问题串;建构;思维品质

著名教育家陶行知说过：“发明千千万，起点是一问。”美国心理学家布鲁纳也指出：“教学过程是一种提出问题和解决问题持续不断的活动，思维永远是从问题开始。”可见问题是思维活动进行的原动力和牵引力。建构主义学习观则认为，学习不是由教师把知识简单地传授给学生，而是学生自己构建知识的过程，同化和顺应是学习者认知结构发生变化的两种途径。因此在日常教学过程中，若能基于学生原有的经验背景，设计一系列符合学生认知发展规律的情境问题串，让学生在解决情境问题的过程中，递推学习走向深入，不仅能使学生较好地完成知识建构，而且能有效促进学生思维品质的提升。

一、巧设疑，启动积极思维

最近发展区理论认为，学生的发展有两种水平，一种是学生现有的水平，一种是学生可能的发展水平，两者之间的差异就是最近发展区，教学应着眼于学生的最近发展区。因此在进行“铁的重要化合物”的教学过程中，教师首先利用多媒体给出绿矾的应用、保存等相关信息，并分配给学生两组样品（其中Ⅰ组颜色较黄，Ⅱ组颜色基本未变），此时教师抛出如下问题：

【情境问题1】你手中的两份绿矾是否变质？如果变质会有什么物质生成？如何证明？

通过初中化学的学习，学生对Fe2+和Fe3+已有初步的了解，但认识还不够深入，同时不同学生的学习基础存在一定的差异性，因此学生感觉入手不难，但说明白说清楚不易。

【学生思维1.1】Fe2+变质为Fe3+，只需检验Fe3+即可。大多数学生首先将两组绿矾样品溶于水观察颜色，发现Ⅰ组溶液呈黄色，Ⅱ组溶液呈绿色，根据初中对Fe2+和Fe3+溶液颜色的了解得出Ⅰ组变质，Ⅱ组未变质的结论。而另一部分学生通过两组绿矾与氢氧化钠溶液的反应，发现两支试管里均出现红褐色沉淀，得出两组样品均变质的结论。结论相悖，产生矛盾冲突，学生思维被激活。

【教师追问】如果你认为对方结论不正确，原因可能出在哪里？

【学生思维1.2】可能是Fe3+浓度太低，颜色不明显，肉眼分辨不清;不清楚Fe2+与氢氧化钠溶液反应是否也会出现红褐色沉淀，对实验现象产生干扰。

教师继续提问：有没有Fe2+不干扰且灵敏度高的检验Fe3+的方法？

【教师实验】取1滴同浓度0.1mol/LFeCl3溶液和FeCl2溶液，加等量水稀释至肉眼看不出颜色差别后，再加入KSCN溶液，对比观察现象，发现Fe3+遇KSCN显血红色，而Fe2+遇KSCN不显色。通过此处实验，学生对KSCN检验Fe3+的灵敏性及无干扰性有了深刻理解，建构起Fe3+的检验的一般方法。

【教师追问】Fe2+与氢氧化钠溶液的反应是否也产生红褐色沉淀呢？

【教师实验】FeCl2溶液与氢氧化钠的反应并让学生讨论观察到的现象。

学生发现溶液颜色呈灰绿色。此时教师给出资料卡，氢氧化亚铁的颜色为白色，而同学观察放置了几天的氢氧化亚铁已部分呈红褐色。请学生利用已有的氧化与还原反应知识进行分析，得出氢氧化亚铁（二价铁）具有还原性，容易被氧化成氢氧化铁（三价铁），氧化剂是空气中的氧气。

【教师追问】你还能找到其他試剂可将二价铁氧化成三价铁吗？证明你的猜想并汇报（提供氯水、双氧水、KMnO4、维C 、KI 、铁粉、铜片）。

【学生思维1.3】向FeCl2溶液中合适的氧化剂，再加入KSCN溶液。

【教师追问】要证明是Fe2+被氧化生成了Fe3+，加料顺序是否有一定的要求？

【学生思维1.4】FeCl2溶液+KSCN，不变血红色，再加入相应氧化剂溶液变血红色。

通过此处追问，让学生自主选择药品，帮助学生深刻认识到必须要找氧化剂，并能结合原有元素化合物学习经验以及从化合价判断的角度找出合适的氧化剂，初步形成Fe2+向Fe3+的转化观，并通过加料顺序的讨论形成Fe2+检验的一般方法。

教师在通过情境问题“绿矾是否变质”启动学生思维，通过有针对性、指向性、梯度性的的问题串设计，帮助学生初步理清了Fe3+的检验、Fe2+的检验、Fe2+转化为Fe3+等基本知识，同时通过问题的递推帮助学生形成了一定的思维顺序、思维规律，促进学生有序思考。

二、巧追问，促进严密思维

严密性是思维的重要特征，思维严密性是指对思维对象有全面、深刻、完整的思考，发展学生的思维严密性是学生形成科学素养的重要途径。因此随着教学内容的深入，教师可设计相应的情境问题，提升学生思维的严密性，帮助学生理清知识的层次关系

【问题情境2】绿矾彻底变质了吗？如何证明？

【学生思维2.1】若未完全变质则仍有Fe2+，只需检验Fe2+，提出方案为样品绿矾溶液+KSCN+氧化剂，若变血红色，则有Fe2+。

学生因为已经有了Fe2+检验的经验，所以并未进行深入思考就迅速提出了方案，当然这个方案是不正确的，因为他们忽略了一个大前提，此时绿矾已经变质，溶液中已有Fe3+，因此此时不再是单一的进行Fe2+的检验，而是在Fe3+存在的情况下检验出Fe2+，原有的经验已经不足以解决现在的实际问题，因此教师需要介入追问引导拨正学生的思考方向。

【教师追问1】原来的Fe3+不影响实验效果吗？

【教师追问2】在有Fe3+干扰的情况下如何检验Fe2+？

教师的两次追问帮助学生理清这样一个问题：直接加入氧化剂，则存在的Fe3+肯定干扰试验，必须想办法减小或剔除Fe3+的存在对这个实验产生的干扰。

【学生思维2.2】减小干扰：样品绿矾溶液+KSCN+氧化剂，看颜色是否变得更深。

【学生质疑】直接看颜色变化可能视觉灵敏性不够，观察不清楚，可做对比试验。

【学生思维2.3】进行对比试验：取等量样品，分两组，一组样品中直接加KSCN溶液，另一组先加氯水然后再加KSCN溶液，观察溶液血红色是否比第一组深。

此时教师放手让学生尝试，学生尝试后发现色差依然比较难判断，对比试验效果不佳。原有经验解决不了实际问题，学生陷入困惑，需要新的思考方向。

【教师追问3】有没有哪种氧化剂本身有颜色，加入Fe2+后颜色变化比较明显，而Fe3+的存在对这种氧化剂的颜色几乎无影响？

【学生思维2.4】用紫红色的高锰酸钾酸性溶液，若存在Fe2+，则高锰酸钾紫红色会褪去。

【教师实验】绿矾样品溶液中滴加酸性高锰酸钾，未看到紫红色;同时进行对比实验：向氯化铁溶液中滴加酸性高锰酸钾实验看到溶液变紫红色，由此证明绿矾还未完全变质，仍然存在Fe2+。

通过教师的一步步追问，学生逐渐改变了思维的单一性，能对复杂情境问题进行全面深刻完整的剖析，抽丝剥茧，剔除干扰因素，通过建立、反思、调整、优化实验方案的过程，逐步形成了较为严密的科学思维方式，教师放手让学生尝试也给予学生充分的学习空间，并在这一过程中逐步开始起疑、质疑、反思。

三、巧联系，构建模型思维

【情境问题3】已经变质的绿矾如何转化再利用？

【学生思维3.1】将Fe3+转化为Fe2+，由于化合价降低，需加还原剂。

【观察视频】实验室配制硫酸亚铁。

【教师提问1】为什么要加铁粉？

【学生思维3.1】铁是金属单质最低价有还原性，是还原剂可将变质的Fe3+还原为Fe2+。

【教师提问2】你还能找到其他的还原剂将Fe3+转化为Fe2+，有什么规律？

【学生思维3.2】金属单质，I-等最低价的阴离子。

【教师提问3】展示补血剂硫酸亚铁片说明书，提问：（1）为什么要做成糖衣片？（2）为何要密闭保存？（3）为什么维生素C 与本品同时服用有利于吸收，说明维生素C可能有什么性？

【教师提问4】你能画出不同价态铁的化合物转化的價类二维图吗？

通过联系生活中的实际应用，不仅让学生感受到化学的学科价值，更帮助学生在解决实际问题时构建氧化还原分析的思维模型，即关注发生变化的物质，分析主要元素化合价的变化情况并判断出加入氧化剂还是还原剂，利用氧化还原序模型判断反应能否发生，结合绿色化学等思想优化方案。通过画出价类二维图将学生的思维逐步从点状思维变为逻辑思维，再发展为结构思维，最终形成模型思维。学会用这一思维模型理解元素化合物转化的一般规律。

四、巧质疑，形成批判思维

批判性思维通常是一种能抓住问题要领，不断质疑，遵循正确的逻辑规律，清晰而深刻的思维形态，被认为是一种高级思维能力和可贵的精神特质。质疑、求证、判断是批判性思维的一般过程。化学核心素养中的“证据推理和模型认知”“实验探究与创新意识”都要求学生具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神。质疑是批判性思维形成的起点，因此在日常教学中教师应有意识地启发学生勇于质疑。

【情境问题4】同学们对Fe2+、Fe3+的检验及铁盐和亚铁盐的相互转化还有没有什么疑问？实验过程中有没有异常现象令你困惑？

实际上在对Fe2+的检验过程中，有些同学的实验是出现了异常现象的，他们在Fe2+溶液中加入KSCN并加入氧化剂氯水后并未看到溶液出现明显血红色，而加入双氧水后还产生了大量气泡等异常现象，因此教师应当抓住这些实验细节，启发学生勇于质疑。

【教师追问1】加氯水溶液不显血红色可能什么原因？你认为可能是缺少了什么微粒？

【学生思维1】只要Fe3+和SCN-同时有则一定出现血红色，现在不出现则缺Fe3+或SCN-。

【教师追问2】如何证明缺少的是哪种微粒？

【学生思维2】缺什么补什么？可以将上述溶液分装两支试管，一支试管中加FeCl3，另一支试管中继续滴加SCN-，看溶液颜色是否有变化。

【教师追问3】为什么无SCN-，可能是什么原因？

【教师实验】对比实验：两支试管中分别加入FeCl2和KSCN溶液，然后在一支试管中滴加少量氯水，在另一试管中滴加足量氯水。学生观察实验现象差异，顿悟。

常言道：“尽信书不如无书。”当代学生不应该迷信权威，遇到问题应独立思考，形成自己的观点，因此教师有意识地抓住实验的异常现象引发学生的质疑和思考，不仅引导学生观察实验要细致，提升学生思维的严密性，同时能鼓励学生勇于质疑，进而求证并作出判断，逐步培养学生的批判性思维。

学起于思，思源于疑，疑解于问，小疑则小进，大疑则大进。化学核心素养对学生的思维品质提出了较高的要求，因此中学化学教师在日常的化学教学过程中通过情景问题串的设计有意识地培养学生的思辨能力、质疑能力、创新能力，必能促进学生思维品质的提升，形成高阶思维能力，有利于学生的终身发展。

参考文献：

姚梦娟，何彩霞.化学核心素养“模型认知”导向教学实践与反思[J].中学化学教与学，2018（8）.

编辑 乔彦鹏